氢燃料电池高速分散，电池浆料如何分散

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随着锂离子电池材料的不断进步，原材料颗粒粒径越来越小，这不仅提高了锂离子电池性能，也非常容易形成二级团聚体，从而增加了混合分散工艺的难度。

本设备针对锂电浆料分散有如下改进：

1,采用电机，腔体分体立式结构（可卧式安装），设备运转更平稳，拆装更方便，并可防止因泄露可能造成的电机短路带来安全隐患。
2,增加防爆电机功率和扭矩，以适应高固含量高粘度浆料分散和输送；
3,增加转速调节范围，可有效提升浆料分散均匀度和收缩粒径分布范围。
4,采用内含耐NMP腐蚀O型圈双端面机械密封配合压力锁定系统，把机封泄漏概率降到小，并实现泄漏可观测。
5,采用日立SKH55耐磨高速钢作为分散部位材质，可经受物料高速冲刷，无铁屑脱落。

6,可选配，无缝更换多种模块，如胶体磨研磨模块，连续粉液混合模块，超细分散模块以适应不同材质，不同细度，不同物理结构，不同工艺要求的物料分散，均质。

高速分散机与间歇式的行星搅拌器混合装置相比，在电极粉末材料（固相）与溶剂（液相）的混合、电池浆料的均匀分散上具有相对的优势，表现在：

1. 电极粉末材料（固相）与溶剂（液相）能实现在线湿化，极少发生团聚现象，粉液混合效率。

2. 连续式分散工艺，混合分散，时间短，能量消耗小。

3. 全密闭式分散腔，避免空气引入影响分散效果，设备能实现在线清洗，清洗操作方便。

4. 全密闭式分散系统能耐压工作，连续式工艺能实现量产，设备占地面积小，维护成本低。

5. 精细分散能量输入可控，所得浆料粒径分布窄，产品质量更稳定。

随着价格持续下降，锂离子电池将逐步替代性能落后的铅酸和镍氢电池，就电极浆料而言如果单用传统的双行星分散设备在锂离子电池浆料的混合分散过程中，其分散效果与效率都较差。而把双行星分散设备作为宏观混合单元溶入到锂离子电池浆料分散系统之中，把高剪切分散机装置作为微观分散控制单元，这将会大大提高锂离子电池浆料的分散效率，每批200L电池浆料从原来单使用双行星分散设备的10小时左右，缩短到 1 小时以内完成混合分散任务，大大提高了效率，节约了电能，减少了设备的投入。
 
IKN分体式高剪切乳化机通过皮带传送，可实现两到三倍的加速，同时立式直立的转轴，运转稳定性大大提高，同时转子动平衡性得到提高，间隙也允许缩小而不产生摩擦。因此立式高剪切乳化机有好的乳化分散效果。根据其定转子剪切的原理，还可以实现固体物料在液体介质中的粉碎，超细物料的均匀分散，以及加速大分子物质的溶解。经过特别设计的高剪切乳化机也可以成为反应发生的场所，比如两种液体物料反应生成固体颗粒，通过分别通入腔体，两种物料接触时被剪切成微滴，均匀混合后反应生成的粒子大小均匀，并且粒径很小。
 
在现有的双行星搅拌装置下只需连接上我们的高剪切分散乳化设备，变可进一步细化固体颗粒粒径，进而增加浆料的分散性，使其具有更高的粘度稳定性和固含量稳定性。

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高速分散机设计理念；

1ERS2000系列作为一个用于混合分散工艺的,其具有连续式性操作,因此也被称作连续式速混合分散机,能够更好满足大批量连续化生产作业要求.与传统的批次分散机相比具有以下优势

2分散:批次分散机在进行分散前往往需要预搅拌,在其基础上才能实现较好的分散乳化混合效果.因此所需要时间更多,产量更小.适用于不连续生产或者产量较小的生产.而连续式分散机可以直接进行投料,更短时间能够实现混合分散的颗粒经的要求.产量大,适用于连续式生产,产量更大的情况.

3分散效果好：批次分散机安装在罐体内，物料与分散头较松散，工作时依靠强大的吸力使物料进入分散头中，但在分散乳化过程中，存在部分物料逃逸的情况，混合乳化颗粒经分布较宽，此外批次分散机的分散头为单层结构。不能实现足够小的颗粒经要求。而连续式分散机由于乳化腔体内部设计足够小，分散头与物料紧密接触，剪切充分，同时乳化腔体设计成多层转定子咬合结构，优化粗齿结构，可以满足混合分散的颗粒经分布较窄，效率更高。

4技术功能指标更高：ERS2000系列管线式分散机和批次分散机比较在相同的马达情况下，转速有明显优势，ERS2000转速可以达到14000RPM，可以在更短的时间内处理更多符合要求的物料，能够为大批量生产的企业实现生产过程的成本降低。

分散技术三要素：分散介质、分散剂和分散设备

1、分散介质

（1）根据粘度不同，分散介质分为高粘度、中粘度和低粘度三种。在低粘度介质中，如水和有机溶剂，纳米粉体管易于分散。中粘度介质如液态环氧树脂、液态硅橡胶等，高粘度介质如熔融态的塑料

（2）本文件介绍的纳米粉体管分散技术，针对中、低粘度分散介质

2、分散剂

（1）分散剂的选择，与分散介质的结构、极性、溶度参数等密切相关

（2）分散剂的用量，与纳米粉体比表面积和共价键修饰的功能基团有关

（3）水性介质中，推荐使用。强极性有机溶剂中，如醇、DMF、NMP， 推荐使用TNADIS。中等极性有机溶剂如酯类、液态环氧树脂、液态硅橡胶，推荐使用TNEDIS 

3、分散设备

（1）超声波分散设备：非常适合实验室规模、低粘度介质分散，用于中、高粘度介质时会受到限制

（2）研磨分散设备：适合大规模地分散碳纳米管、中粘度介质分散粉体

（3）采用“先研磨分散、后超声波分散”组合方法，可以、稳定地分散粉体。

从设备角度分析，影响混合，乳化，均质结果的因素有以下几点：

1 工作头的形式（批次式和连续式）（连续式比批次好）

2 工作头的剪切速率（越大，效果越好）

3 工作头的齿形结构（分为初齿，中齿，细齿，超细齿，约细齿效果越好）

4 物料在分散腔体的停留时间，分散时间（可以看作同等的电机，流量越小，效果越好）

5 循环次数（越多，效果越好，到设备的期限，就不能再好）

速度的计算

剪切速率的定义是两表面之间液体层的相对速率。

– 剪切速率 (s-1) = v 速率 (m/s)

g 定-转子 间距 (m)

由上可知，剪切速率取决于以下因素：

– 转子的线速率

– 在这种请况下两表面间的距离为转子-定子 间距。

IKN 定-转子的间距范围为 0.2 ~ 0.4 mm

速率V= 3.14 X D（转子直径）X 转速 RPM / 60

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